CN112262051A - 用于机动车车身上的车辆电池的固定组件和用于将车辆电池装配在机动车中的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将车辆电池固定在车辆车身上的固定组件，其包括：——用于可松脱地固定在车辆车身的车身部件上的固定装置；——粘合剂材料，该粘合剂材料设置在车辆电池的壳体与所述固定装置之间，以便将壳体和固定装置借助材料锁合连接相互连接，其中，该粘合剂材料设置在保持元件的保持元件部件上。

Description

用于机动车车身上的车辆电池的固定组件和用于将车辆电池 装配在机动车中的方法

技术领域

本发明涉及一种可电运行的机动车和尤其是具有用于牵引驱动的车辆电池的机动车。本发明还涉及一种用于将车辆电池固定在机动车的车身上的措施和装置。

背景技术

可电运行的机动车通常需要车辆电池作为用于牵引的电能存储器。车辆电池基于所需的电容量具有大的结构尺寸和高重量并且因此常常固定在乘员舱下方的车辆车身的底板上。由于传统车辆电池的紧凑性，车辆电池通常也有助于在前桥与后桥之间的车辆车身的框架的机械稳定。

由于车辆电池设置在乘员舱下方，因此出于舒适性原因车辆电池的高度受到限制。由于电池单元的大体积，这种车辆电池在侧向方向上几乎在整个车辆宽度和前桥与后桥之间的距离上延伸。

为了固定在车辆车身上，车辆电池具有环绕的固定法兰，借助该固定法兰车辆电池被螺接在或以其它方式固定在车辆车身的底板上。但车辆电池的这种布置结构由于其重量大和扁平的设计在机动车运行期间可导致低频振动，这被感知为不舒适的。避免这种振动的常见解决方案是将车辆电池通过其壳体盖固定在车辆车身上。

因此，文献US8,336,658B2公开了一种具有位于内部的通孔的车辆电池，这些通孔贯穿储存器体积。通过插入通孔中的螺钉实现车辆电池的固定。但这种通孔构成车辆电池壳体的薄弱点，其只能以非常高的耗费被密封以防止污染物或湿气进入。通常这种解决方案不耐老化且不耐腐蚀。

基于车辆电池的布置结构和结构高度通常减少了车辆车身的底部区域中的加固结构。车辆车身的刚度的降低可能导致低频振动，低频振动可能通过可振动地设置的构件被进一步加剧。

此外，存在以下的问题：在机动车首次装配期间不能或只能在干扰制造过程的情况下到达乘员内部空间，从而不可能无问题地设置将车辆电池以其壳体上侧固定在车辆车身的车身支架上。此外，为了更换或维护车辆电池，还必须能够在首次装配之后以简单的方式从车身上松脱车辆电池。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于车辆电池的改进的固定可能性，借助该固定可能性，车辆电池也能够以壳体侧无法兰地固定在车身上。在此，所述固定应这样设定，使得在首次装配时无需通过乘员舱内部将车辆电池安装在车辆车身上的装配步骤，但可以随后移除以便进行维护或更换。

所述任务通过根据权利要求1的用于机动车中的车辆电池的固定组件、根据并列权利要求的机动车的车身组件以及用于在机动车中装配和拆卸车辆电池的方法来解决。

其它设计方案在从属权利要求中给出。

根据第一方面设置一种用于将车辆电池固定在车辆车身上的固定组件，其包括：

——用于可松脱地固定在车辆车身的车身部件上的固定装置；

——粘合剂材料，该粘合剂材料设置在车辆电池的壳体与所述固定装置之间，以便将壳体和固定装置借助材料锁合连接相互连接，其中，该粘合剂材料设置在保持元件的保持元件部件上。

上述固定组件的想法在于，其构造有固定装置，该固定装置在车辆电池首次装配之前可松脱地被固定在车辆车身上。所述固定装置构造成，使得其能够实现将车辆电池材料锁合地连接在车辆车身上。车辆电池在车辆车身上的连接在此通过将车辆电池简单地放置在车辆车身上实现，其中，车辆电池在朝向车辆车身的方向上运动。如果车辆电池位于其装配位置中，则车辆电池和固定装置相互持久地粘接，其方式为：引入到车辆电池的壳体与固定装置之间的粘合剂材料建立粘接连接。因此，在将车辆电池插入其装配位置中时在壳体与固定装置之间并且因此在车辆车身与车辆电池的壳体之间可以无需进一步行动地形成连接。

将粘合剂材料施加在保持元件的保持元件部件上使车辆电池的壳体在保持元件部件的区域中相对于周围环境密封。这可以尤其是在保持元件穿过通孔到达车辆电池的内部并且该保持元件由此构成潜在的不密封部位时是必要的。将粘合剂材料施加到保持元件部件上能够实现对潜在的不密封部位的密封。因此，粘合剂材料承担的任务一方面是以简单的方式将车辆电池固定在车辆车身上并且另一方面是密封车辆电池以防止环境影响。

此外，可以设置有用于固定在车辆电池的壳体上的固定元件，其中，粘合剂材料设置在固定元件与固定装置之间，以便将固定元件与固定装置材料锁合地相互连接，其中，粘合剂材料设置在保持元件的保持元件部件上，该保持元件将固定元件固定在车辆电池上。

固定元件和固定装置构造成，使得它们在将车辆电池装配在车辆车身上时借助粘接连接相互材料锁合地连接。车辆电池在车辆车身上的连接通过在事先将粘合剂材料施加在固定元件与固定装置之间之后将车辆电池简单地放置在车辆车身上实现。通过粘接连接可以将车辆电池可靠地固定在车辆车身上或者辅助其它方式的固定。因此，车辆电池可以简单地被装配在车辆车身上。

车辆电池例如可以通过沿车辆电池的壳体边缘上的固定法兰将车辆电池螺纹连接在车辆车身上而被置于装配位置中。通过将车辆电池的螺纹连接件拧紧在车辆车身上，固定装置被压靠到固定元件上并且由此在固定元件与固定装置之间建立粘接连接。

如果应从车辆车身上取下车辆电池，则为此规定，通过从乘员舱内部的操作来松脱可松脱地安装在车辆车身上的固定装置。为此，固定装置首先在车辆电池首次装配在车辆车身上之前从乘员内部空间可松脱地固定并且在首次装配之后能够实现车辆电池与固定装置一起再从车辆车身上松脱。

以这种方式可以提供这样的固定组件，所述固定组件能在不进入乘员内部空间的情况下实现车辆电池的首次装配。在首次装配之后，固定组件是可松脱的，因为它尤其是通过可松脱连接与车辆车身连接。

总体上，这种固定组件能够实现特别简单的首次装配，且无需为固定组件提供明显的结构空间。

此外，将粘合剂材料施加到用于固定该固定装置的保持元件上使得保持元件的可以从固定装置的背离车辆电池的一侧接近的部分不受腐蚀危险，因为所述部分完全被粘合剂材料包围。通过将粘合剂材料集中地施加到保持元件的贯穿固定装置的部分上，对粘合剂材料的放置的要求很小并且因此可以以简单的方式在制造中实现。

此外，以固定板形式构造的固定元件可以具有用于容纳保持元件的保持元件部件的通孔。

可以规定，粘合剂材料完全包围保持元件部件并且由此使保持元件部件相对于周围环境密封。

根据一种实施形式，固定装置可以具有朝向车辆车身方向的凹入部，其中，该凹入部与保持元件部件对置地构造。

此外，可以在保持元件部件与粘合剂材料之间设置有保护材料，以避免保持元件部件与粘合剂材料粘接。通过所述保护材料可以避免，保持元件部件的外轮廓由于粘合剂材料而受到损害或者添加有粘合剂材料和/或保持元件部件这样粘接在固定装置上，使得固定装置在车辆电池上的固定不能被松脱或只能通过非常高的力耗费才能被松脱。

可以规定，以固定板形式构造的固定元件具有用于容纳保持元件的保持元件部件的通孔。

尤其是，所述保护材料可以具有用于放置到保持元件部件上的覆盖元件。

根据一种实施形式，所述固定装置可以在粘合剂施加侧上具有环绕的、朝向固定元件方向伸出的边缘。

此外，固定装置可以在被施加粘合剂材料的侧上具有涂层，该涂层可以通过热作用而被松脱。

为了松脱已装配的车辆电池，从车辆车身上松脱固定元件。通过随后实施热处理，现在固定元件可以从硬化的粘合剂材料上松脱。这尤其是通过在施加有粘合剂材料的侧上设置固定元件的涂层来实现，从而通过热作用使涂层从固定元件上松脱并且随后可以将硬化的粘合剂材料从固定装置上移除。通过在将粘合剂材料施加到保持元件部件上之前由保持元件部件设有的保护材料附加地保护保持元件部件，能够避免粘合剂材料与保持元件部件连接，使得保持元件部件不受到损害。这是特别有利的，因为除了保持固定装置之外，保持元件也需要用于打开车辆电池并且因此必须通过使用工具来松脱，以便到达车辆电池的内部。

根据一种实施形式，所述固定装置可以具有用于与车辆车身螺纹连接的装置、尤其是螺纹或螺栓。

根据另一方面提出一种车身组件，其包括车辆车身、车辆电池和上述固定组件，该固定组件设置在车辆电池的壳体侧与车辆车身的车身部件之间，其中，固定组件构造用于在将车辆电池带到车辆车身上的装配位置中时持久连接固定元件与固定装置。

此外，固定元件可以通过螺纹连接与车辆电池连接。

可以规定，固定装置通过螺纹连接与车辆车身的车身部件连接，其中，该螺纹连接可从车辆车身的乘员舱上松脱。

根据另一方面提供一种用于将车辆电池装配在车辆车身上的方法，其包括以下步骤：

——将固定装置可松脱地固定在车辆车身的车身部件上；

——将粘合剂材料引入到固定装置与车辆电池的壳体之间，以便将车辆电池和固定装置材料锁合地相互连接，其中，粘合剂材料设置在保持元件的保持元件部件上；和

——将车辆电池定位在车辆车身上的装配位置中，其中，固定元件被压靠到固定装置上并且建立粘接连接。

固定元件可以被固定在车辆电池的壳体上，其中，粘合剂材料被引入在固定元件与固定装置之间，以便将固定元件与固定装置材料锁合地相互连接，其中，粘合剂材料被引入在保持元件的保持元件部件上，该保持元件将固定元件固定在车辆电池上。

此外，车辆电池可以通过将车辆电池沿车辆电池的壳体边缘上的固定法兰螺纹连接在车辆车身上而被置于车辆车身上的装配位置中。

附图说明

下面参考附图详细阐述实施形式。其中：

图1示出安装有车辆电池的车辆车身的从下面看的视图；

图2示出用于借助粘接连接将车辆电池固定在车辆车身上的固定组件的剖面图；

图3示出用于借助粘接连接将车辆电池固定在车辆车身上的固定组件的分解示图；

图4示出用于说明将车辆电池首次装配在车辆车身上的方法步骤的方法流程图。

具体实施方式

图1示出机动车的安装有车辆电池2的车辆车身1的从下面看的视图。可以看到车辆车身1，其具有用于容纳车辆电池2的凹部11。车辆电池2构造成具有10至30cm之间的厚度并且因此具有占据机动车前桥和后桥位置之间的大部分长度和车辆车身1的大部分宽度的侧向尺寸。

车辆电池2具有完全或部分环绕的固定法兰21，该固定法兰在车辆电池2壳体的侧面(侧向的面)上包围车辆电池2的壳体。通过固定法兰21，车辆电池2可以借助可松脱连接、尤其是经由螺纹连接22与车辆车身1连接。为了避免振动，现在规定，在车辆车身1的凹部11中的车身部件12(参见图2)与车辆电池2的壳体侧23(垂直于厚度方向的侧面)之间设置固定装置，从而可避免车辆电池2或车辆车身1的车身部件在被固定法兰21包围的区域中的振动。

图2示出具有固定组件4的机动车的一部分的横截面，并且图3示出固定组件4的分解示图。借助固定组件4，车辆电池2以其壳体侧23与车辆车身1的车身部件12固定，所述壳体侧可以通过壳体盖构成。固定组件4用于单独地或附加地在与车辆电池2的边缘间隔开的内部区域中将车辆电池2固定在车身部件12上，在车辆电池2首次装配期间不能从车辆车身1的朝向车辆电池2装配位置的一侧接近所述内部区域。

车辆电池2的壳体24包围电池单元25，这些电池单元保持在具有加固型材26的框架中。壳体侧23经由利用螺钉5的第一螺纹连接被保持在加固型材26上。螺钉5是保持元件并且也可以以与螺钉不同的形式构造成可松脱的固定装置。螺钉5从外部穿过壳体侧23的螺孔28并且可以拧入到例如在壳体24内部中的加固型材26的相应的螺纹29中。加固型材26可以贴靠在壳体侧23的内侧上，以保护车辆电池2的内部以防止污物或湿气通过螺孔28进入。

在壳体侧23的外侧上，固定组件4的固定元件41可设置在壳体侧23上并且与壳体侧例如通过焊接、粘接或类似方法连接。螺钉5可以穿过固定元件41的通孔61a并且使固定元件41附加地与车辆电池2的壳体侧23连接。在一种替代的实施形式中可以不设置固定元件41。

设置有固定装置42，其通过可松脱连接43、如具有一个或多个螺钉的螺纹连接与车辆车身1的车身部件12连接。所述螺纹连接43可以优选从乘员舱上松脱。为了松脱螺纹连接43，在螺栓43b上的螺母43a可以被松脱。

在本实施例中，固定元件41和固定装置42实施成第一或第二固定板61、62，它们在车辆电池2的已装配状态中、即在其装配位置中彼此相对置。固定板62可以在朝向车辆车身的车身部件12的方向上具有凹入部62a，尤其是在螺钉5(保持元件)的螺钉头部51的区域内，所述螺钉头部作为保持元件部件设置在固定元件41的朝向固定装置42的一侧上。

在固定元件41与固定装置42已连接的状态下，在螺钉5的螺钉头部51上施加有粘合剂材料44，该粘合剂材料完全包围并且覆盖螺钉头部51并且容纳在固定装置42或第二固定板62的凹入部62a中。所示出的固定组件4能够实现：将车辆电池2在首次装配时安装在车辆车身1上，而不需要在安装车辆电池2时进入乘员舱。

在图4中借助流程图示出装配步骤。首先，在步骤S1中将固定装置42安装在车辆车身的车身部件12上。这借助可松脱连接41、尤其是借助螺纹连接43实现。

在步骤S2中，将粘合剂材料44施加到固定元件41或固定装置42上。如果粘合剂材料被施加到固定元件41上，所述粘合剂材料应完全覆盖螺钉5的螺钉头部51，使得在将固定元件41放置到固定装置42上时粘合剂与固定装置接触并且尤其是被容纳到相应的与螺钉头部51相对置的凹入部62a中。由此，在放置车辆电池2时挤压粘合剂材料44，从而该粘合剂材料围绕螺钉头51并且到螺钉头部51上地在所述固定板61、62之间分布。替代地，粘合剂材料44也可以被引入到第二固定板62的凹入部62a中，从而粘合剂材料44在放置车辆电池2时与螺钉头部51及其周围环境接触。以这种方式，固定板61、62通过粘合剂材料44相互连接。

在没有固定元件41或固定板61的实施形式中，粘合剂材料直接与壳体24接触，其中，螺钉5的螺钉头部51完全被包围。由此，壳体24直接与固定装置42或第二固定板62粘接。

在粘合剂材料44硬化之后获得车辆车身1和车辆电池2的材料锁合连接。

在步骤S3中，为此将设有固定元件的车辆电池2置于装配位置中并且通过将固定法兰螺接在车辆车身1上而固定在那里。在将车辆电池2安装到车辆车身1上时，固定元件41被压靠到固定装置42上并且由此按照连接装置的类型无需进一步行动就可通过粘合剂材料44形成材料锁合连接。这能够实现，车辆车身1的车身部件12和/或车辆电池2的振动可以被避免或由粘接连接吸收。

固定装置42可以设有朝向固定元件的方向伸出的外边缘46，以确保在将车辆电池2安装在车辆车身1的车身部件12上时最初为液态的或粘性的粘合剂不到达固定装置42的区域之外并且在车辆车身1的车身部件12和固定组件4或车辆电池2的壳体侧23之间形成直接的、不可松脱的连接。

为了在首次装配之后松脱车辆电池2，可以松脱固定装置42与车辆车身1的车身部件12的螺纹连接43并且因此可将整个固定组件4连同车辆电池2从车辆车身1上移除。

为了打开车辆电池2、尤其为了其维护或修理，必须松脱螺钉5。为了达到螺钉5的螺钉头部，在通过松脱螺纹连接43拆卸车辆电池2之后现在通过热处理将固定装置42从硬化的粘合剂材料上松脱。为此，粘合剂材料44可以构造用于通过热作用松脱粘接作用，或者固定装置42或第二固定板62可以在朝向固定元件41的一侧上设有涂层，该涂层通过热作用与固定装置42的材料松脱并且因此能够实现将固定装置42从与车辆车身1松脱的车辆电池2上取下。

第二固定板62的涂层可以包括KTL涂层或在正常温度范围内与固定板62固定连接的其它涂层，从而利用粘合剂材料44的粘接连接可靠地将车辆电池2保持在车身部件12上。仅在热量的作用下，涂层才与第二固定板62松脱，并且固定元件41在固定装置42上先前牢固的固定被松脱。

在松脱固定装置42之后，硬化的粘合剂材料44露出并且可以通过合适的方法从固定元件41上移除或剥离。

为了保护螺钉5或者螺钉头部51免受粘合剂材料44的影响，尤其是为了使螺钉头部51借助合适的工具保持可松脱，以便获得通向车辆电池2的内部的通道，可以在施加粘合剂材料44之前将保护材料45施加到螺钉头部51上。以这种方式，粘合剂材料44不能与螺钉头部51直接接触，从而在粘合剂材料44与螺钉头部51之间不出现材料锁合连接。因此，在取下粘合剂材料44时，螺钉头部51不受粘合剂材料44的影响并且能够容易地借助合适的工具被加工，以便松脱螺钉5。

保护材料可以是可涂覆的材料，其阻止粘合剂材料44与螺钉头部51之间的连接。替代地，保护材料45能够以覆盖罩45a的形式构造，所述覆盖罩能够被放置到螺钉头部51上，以便包围该螺钉头部。

在螺钉头部51上方的覆盖罩45a例如可以是金属盖或塑料盖，其优选完全包围螺钉头部51、也就是说放置在固定元件41的包围螺钉头部51的区域上。替代地，螺钉头部51还可以涂覆有防止粘合剂材料44粘附在螺钉头部51上的保护材料。

附图标记列表

1 车辆车身

11 凹部

12 车身部件

15 接近开口

2 车辆电池

21 固定法兰

22 螺纹连接

23 壳体侧

24 壳体

25 电池单元

26 加固型材

27 间隔套筒

28 螺孔

29 螺纹

4 固定组件

41 固定元件

42 固定装置

43 可松脱连接

43a 螺母

43b 螺栓

44 粘合剂材料

45、45a 保护材料、覆盖罩

46 伸出的外边缘

5 螺钉

51 螺钉头部

61、62 固定板

61a 通孔

62a 凹入部

Claims (16)

1.用于将车辆电池(2)固定在车辆车身(1)上的固定组件(4)，其包括：

—用于可松脱地固定在车辆车身(1)的车身部件(2)上的固定装置(42)；

—粘合剂材料(44)，该粘合剂材料设置在车辆电池(2)的壳体(24)与所述固定装置(42)之间，以便将壳体(24)和固定装置(42)借助材料锁合连接相互连接，其中，该粘合剂材料(44)设置在保持元件的保持元件部件上。

2.根据权利要求1所述的固定组件(4)，其具有用于固定在车辆电池(2)的壳体(24)上的固定元件(41)，其中，粘合剂材料(44)设置在固定元件(41)与固定装置(42)之间，以便将固定元件(41)与固定装置(42)材料锁合地相互连接，其中，粘合剂材料(44)设置在保持元件的保持元件部件上，该保持元件将固定元件(41)固定在车辆电池(2)上。

3.根据权利要求2所述的固定组件(4)，其中，以固定板(61)形式构造的固定元件(41)具有用于容纳保持元件(5)的保持元件部件的通孔(61a)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述粘合剂材料(44)完全包围保持元件部件并且由此使保持元件部件相对于周围环境密封。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)具有朝向车辆车身(1)的方向的凹入部，其中，该凹入部与保持元件部件对置地构造。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的固定组件(4)，其中，在保持元件部件与粘合剂材料(44)之间设置有保护材料(45、45a)，以避免保持元件部件与粘合剂材料(44)粘接。

7.根据权利要求6所述的固定组件(4)，其中，所述保护材料(45、45a)具有用于放置到保持元件部件上的覆盖元件(45a)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)在粘合剂施加侧上具有环绕的、朝向壳体(24)或固定元件(41)的方向伸出的边缘(46)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)在被施加粘合剂材料(44)的侧上具有涂层，该涂层能够通过热作用而被松脱。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的固定组件(4)，其中，所述固定装置(42)具有用于与车辆车身(1)螺纹连接的装置、尤其是螺纹或螺栓。

11.车身组件，其包括车辆车身(1)、车辆电池(2)和根据权利要求1至10中任一项所述的固定组件(4)，所述固定组件设置在车辆电池(2)的壳体侧(23)与车辆车身(1)的车身部件(12)之间，其中，固定组件(4)构造用于在使车辆电池(2)运动到车辆车身(1)上的装配位置中时使壳体(24)与固定装置(42)持久连接。

12.根据权利要求11所述的车身组件，其中，固定元件(41)设置用于固定在车辆电池(2)的壳体(24)上，其中，粘合剂材料(44)设置在固定元件(41)与固定装置(42)之间，以便将固定元件(41)与固定装置(42)材料锁合地相互连接，其中，粘合剂材料(44)设置在保持元件的保持元件部件上，该保持元件将固定元件(41)固定在车辆电池(2)上，其中，固定元件(41)通过螺纹连接与车辆电池(2)连接。

13.根据权利要求11或12所述的车身组件，其中，所述固定装置(42)通过螺纹连接与车辆车身(1)的车身部件(12)连接，其中，该螺纹连接能从车辆车身(1)的乘员舱松脱。

14.用于将车辆电池(2)装配在车辆车身(1)上的方法，其具有以下步骤：

—将固定装置(42)可松脱地固定在车辆车身(1)的车身部件(12)上；

—将粘合剂材料(44)引入到固定装置(42)与车辆电池(2)的壳体(24)之间，以便将固定元件(41)和固定装置(42)材料锁合地相互连接，其中，将粘合剂材料(44)设置在保持元件的保持元件部件上，所述保持元件安装在车辆电池(2)上；

—将车辆电池(2)定位在车辆车身(1)上的装配位置中，其中，将车辆电池(2)压靠到固定装置(42)上并且建立粘接连接。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，将固定元件(14)固定在车辆电池(2)的壳体(24)上，其中，将粘合剂材料(44)引入在固定元件(41)与固定装置(42)之间，以便将固定元件(41)与固定装置(42)材料锁合地相互连接，其中，将粘合剂材料(44)引入在保持元件的保持元件部件上，该保持元件将固定元件(41)固定在车辆电池(2)上。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，通过将车辆电池(2)沿车辆电池(2)的壳体边缘上的固定法兰而螺纹连接在车辆车身(1)上，使车辆电池(2)置于车辆车身(1)上的装配位置中。

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